3.3.2. Дополнительный материал для контрольной работы. Определение динамических нагрузок на манипулятор

3.3.2.1. Двухмассовые расчетные схемы. Дифференциальное уравнение, опи­сывающее движение динамической системы, имеет вид (см. [3], с. 94)

(3.1)

где

.

3.3.2.2. Трехмассовые расчетные схемы. Дифференциальное уравнение, опи­сывающее движение динамической системы, имеет вид (см. [3], с. 81)

(3.2)

где ,

,

,

.

3.3.2.3. Определение динамических нагрузок на базу лесной машины. Дифференциальное уравнение в этом случае будет

, (3.3)

где

,

.

Решение дифференциального уравнения (3) без правой части имеет вид

(3.4)

Перемещение базы, приведенное к подвеске, определится как

Тогда динамическая (колебательная) нагрузка на ходовую систему и раму базы

Угол поворота базы (наклон платформы), рад,

Для успешного выполнения контрольной работы в [3] на с. 88 и с. 96 приведены конкретные числовые примеры, соответственно, для двухмассовой и трехмассовой расчетных схем.

Далее приводится программа для исследования динамических характе­ристик лесосечных машин на ЭВМ.

1. Деформация участка манипулятора (см)

2. Скорость деформации (см/с)

3. Ускорение деформации (см/с²)

4. Скорость изменения ускорения деформации (см/с³)

5. Добавочная нагрузка на манипулятор (кН)

3.3.2.4. Программа исследования динамики лесных машин на эвм

0010LIST

PROGRAM

REAL, K, N

READ <5>α, β, κ, n, C₁, C₂, C₃, C₄, C₁₂, TN, TK, DT

D₁ = C₂*K - C₁*A

D₂ = C₁*K + C₂*A

D₃ = C₄*N – C₃*B

D₄ = C₃*N + C₄*B

D₅ = A*D₂ - K*D₁

D₆ = A*D₁ + K*D₂

D₇ = B*D₄ - N*D₃

D₈ = B*D₃ + N*D₄

D₉ = K*D₅ +A*D₆

D₁₀= K*D₆ –A*D₅

D₁₁= N*D₇ +B*D₈

D₁₂= N*D₈ –B*D₇

WRITE <7,10>

10FORMAT<X,’T’,7X,’Y’,10X,’Y₁’,9X,’Y₂’,9X,’Y₃’,9X,’Q’>

T=TN

20R₁=EXP<-A*T>

R₂ = EXP<-B*T>

R₃ = cos<K*T>

R₄ = sin<K*T>

R₅ = cos<N*T>

R₆ = sin<N*T>

Y =R₁*<C₁*R₃+C₂*R₄>+R₂<C₃*R₅+C₄*R₆>

Y₁=R₁*<D₁*R₃-D₂*R₄>+R₂<D₃*R₅- D₄*R₆>

Y₂=R₁*<D₅*R₄-D₆*R₃>+R₂<D₇*R₆- D₈*R₅>

Y₃=R₁*<D₉*R₃+D₁₀*R₄>+R₂<D₁₁*R₅+D₁₂*R₆>

Q = Y* C^МГ₁₂

WRITE<7,30>T, Y, Y₁, Y₂, Y₃,Q

30FORMAT<X,F5.3,3X,F8.4,3X,F8.4,3XF8.4,3X,F10,4,X>

T=T+DT

IF<T<=TK>GO TO 20

END xx

0003 RUN

Обозначено:

D₁ = C₂ k – C₁α; D₂ = C₁ k + C₂α;

D₃ = C₄n – C₃β; D₄ = C₃n + C₄β;

D₅ = αD₂ – kD₁; D₆ = αD₁ + kD₂;

D₇ = βD₄ + nD₃; D₈ = βD₃ + nD₄;

D₉ = kD₅ + αD₆; D₁₀ = kD₆ – αD₅;

3.3.3. Вопросы для самопроверки:

1. В чем заключаются особенности эксплуатации лесных машин?

2. Как влияет на нагруженность лесной машины ветровая нагрузка на дерево?

3. Почему переходные процессы, протекающие в лесных машинах, целе­сообразно изучать на моделях с сосредоточенными дискретными массами?

4. Как осуществляется приведение массы стрелы и рукояти к точке подвеса рабочего органа?

5. Для чего необходимо определять приведенные массы элементов ма­нипулятора и предмета труда?

6. Как определяется изгибная жесткость стрелы, рукояти и дерева?

7. Как влияет жесткость гидропривода на общую приведенную жест­кость манипулятора?

8. Какие основные параметры дерева необходимо знать при исследова­нии взаимодействия лесной машины с предметом труда?

9. В чем заключается разница в определении динамических характери­стик и уровня нагрузок на манипулятор при рассмотрении взаимодействия лесных машин с предметом труда на двухмассовых и трехмассовых рас­четных схемах?

10. Какое влияние оказывает на уровень динамических нагрузок приве­денная жесткость манипулятора?

11. Как влияет на уровень динамических нагрузок приведенная жест­кость подвески базовой машины?

12. В чем заключаются особенности определения динамических нагру­зок при работе лесной машины в режиме подъема груза с "подхватом"?

13. Как влияют на уровень нагрузок скорость перемещения элементов манипулятора (стрелы) и время переходного процесса?

14. Какими критериями пользуются при оценке уровня нагруженности лесной машины?

15. Какие конструктивные решения можно применить в технологиче­ском оборудовании и приводе для снижения уровня нагрузок?